CN106849435A - 旋转电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及旋转电机，具备：定子，各相各极的绕组分布卷绕于定子铁心；以及转子，设置成能够相对于上述定子旋转；在上述定子铁心的各线槽中并联连接地插入有匝数相等的2个以上的绕组。

Description

旋转电机
技术领域
本发明的实施方式涉及旋转电机。
背景技术
在日本特开平10－28346号公报中，在向旋转电机的定子线槽插入线圈时，将使匝数成为最初的一半的2个线圈分为第1层(外径侧)和第2层(内径侧)的两次来插入。虽然在上述公报中未明确记载，但在该情况下，认为是以将第1层的线圈与第2层的线圈串联连接为前提。于是，将各线圈的末端连接的部位会增大，制造成本增加。
发明内容
因此，在采用了分布卷绕情况下，提供一种能够避免将各绕组的末端连接的部位增大的旋转电机。
本发明的一方式的旋转电机具备：定子，各相各极的绕组分布卷绕于定子铁心；以及转子，设置成能够相对于上述定子旋转；在上述定子铁心的各线槽中并联连接地插入有匝数相等的2个以上的绕组。
附图说明
图1是一实施方式，是对于U相的线圈将导体群进行了两分割的情况下模式化地表示各线圈末端的连接状态的图。
图2是比较将线圈一并插入线槽的情况、将线圈按照匝数进行了两分割的插入情况、以及本实施方式而表示的图。
图3是表示外径侧以及内径侧线圈的导体根数的1个例子的定子的局部剖面图。
图4是以往构成，是表示一并地插入线圈的定子的俯视图。
图5是该定子的侧视图。
图6是以往构成，是表示将收纳于相同线槽的线圈按照匝数进行了两分割来插入的定子的俯视图。
图7是将图4所示的定子的线圈卷绕于线槽的状态展开表示的图。
图8是模式化地表示图7所示的线圈的各末端的连接状态的图。
图9是将图6所示的定子的线圈卷绕于线槽的状态展开表示的图。
图10是模式化地表示图9所示的线圈的各末端的连接状态的图。
图11是表示变形例的相当于图1的图。
具体实施方式
实施方式的旋转电机，具备：定子，各相各极的绕组分布卷绕于定子铁心；以及转子，设置成能够相对于上述定子旋转；在上述定子铁心的各线槽中并联连接地插入有匝数相等的2个以上的绕组。
以下，参照附图说明一实施方式，但明确本实施方式的构成与以往构成的不同，从以往构成开始依次进行说明。图4是作为分布卷绕的一方式的重叠卷绕方式的定子的俯视图，图5是其侧视图。定子1具有定子铁芯(定子铁心)2、U相线圈(绕组)3U、V相线圈3V以及W相线圈3W，各线圈以漩涡状配置于线槽4。
另外，作为旋转电机，采用内转子型，在定子铁芯(定子铁心)2的中空部配置有由虚线表示的转子5。其中，本实施方式的特征在于定子1的构造，因此省略对转子5的详细说明。
各线圈3U～3W通过卷绕将多根导体例如铜线捆扎的导体群而成，并以卷绕的状态收纳在线槽4内。在该构成中，将线圈3收容于线槽4时的铜线量变多，因此在手动作业的情况下，作业性变差，插入花费时间。另外，在通过机械将线圈3收容于线槽4的情况下，向铜线的负载变大，容易损伤被膜，绝缘可靠性容易变差。而且，在插入线圈3之后将在定子铁芯2的端面露出的线圈部、即线圈端部3E(参照图5)向外径方向压开的成形工序中，也会产生相同的问题。除此之外，若铜线数变多，则线圈3的刚性提高，因此线圈端部3E的高度变高，铜线的使用量增加。
图6是如上述公报那样将收纳于各线槽4的线圈6按照匝数进行两分割的情况下的、相当于图4的图。将收纳于相同线槽4的线圈6分成两次(6(1)、6(2))插入，因此一次收纳的铜线量减少，能够实现线圈插入及成形时的作业性提高及绝缘可靠性的确保、以及由线圈端部的高度减少带来的铜线使用量的削减。
但是，在这样将线圈6按照匝数进行分割的情况下，为了使马达的特性与一并插入的情况同等，需要将分割地插入相同线槽4的线圈6(1)、6(2)串联连接。于是，将线圈6的末端连接的部位增加，因此存在连接作业所需的时间增加这一缺点。
图7是将如图4所示那样将U相绕组3U收容于一般的三相4极48槽马达的定子的状态展开并模式化地表示的图。由于将各线圈3U连续地卷绕2个，因此2个线圈3U的末端之间通过图中虚线所示的连线7连接。具体而言，例如，首先制成收纳于图中所示的定子铁芯2的齿部编号1－2间、10－11间的线圈3U，接着制成经由连线7收纳于2－3间、11－12间的线圈3U。因此，对于2个连续的线圈的1个整体，线圈末端为2根。以下的说明中，将2个连续的线圈作为1个线圈来处理。
图中的角标U－A－B－C(例如U－1－1－1)为，U表示U相，A表示层数，B表示线圈编号，C表示末端编号。图4所示的一般的重叠卷绕的线圈层数为1层，因此U相的线圈为4个，线圈末端为8根。图8是该情况下的U相绕组的线圈末端连接图。图中所示的点是需要通过焊接等进行末端的连接的部位，U相绕组的连接部位是4个部位，因此在三相中为12个部位。
图9是如图6所示那样将线圈6按照匝数进行两分割而插入的情况下的、相当于图7的图。为了方便，分为第1层线圈6U(1)与第2层线圈6U(2)而图示，但它们实际上被收纳于相同线槽内。在该情况下，U相绕组的线圈数量为8个，线圈末端为16根。
图10是与图9对应的、相当于图8的图。例如，在使将6根铜线捆扎为1束的铜线群进行了20次卷绕而得的线圈的情况下，分别分割为6根10次卷绕的线圈。为了使马达的特性与一并插入的情况下相等，需要使第1层线圈的卷绕结束处与第2层线圈的卷绕开始处、例如U1－1－2与U2－1－1串联连接。因此，末端连接部位在U相中为8个部位，在三相中为24个部位。结果，与一并插入的情况相比线圈插入后的末端连接时间达到2倍，制造成本增加。另外，在串联连接的情况下，在第1层与第2层的导体群中流经相同大小的电流，因此为了避免损失的失衡，期望的是必须使第1层与第2层之间导体群的导体截面面积的总和相等。
鉴于以上，对本实施方式的构成进行说明。在本实施方式中，将收纳于相同线槽内的线圈的导体群分为2个，分割为2个线圈，由此削减连接部位。例如，在最初的设计方式中，在使用使将6根铜线捆扎为1束的导体群进行了20次卷绕而得的线圈的情况下，分割成2个使将3根铜线捆扎为1束的导体群进行了20次卷绕而得的线圈。分割后的2个线圈成为并联连接状态，因此，一并插入的情况与2分割插入的情况的合成电阻相对于最初的设计值而言没有变化，马达特性同等。
图1是本实施方式的构成中的、相当于图10的图。通过将插入相同线槽的线圈8U的末端、例如U1－1－1与U2－1－1分别并联连接，使得连接部位在U相中成为4个部位，在三相中成为12个部位，因此与图4所示那样一并插入线圈3的情况相等。因此，如果采用本实施方式的构成，与按照匝数分割的情况相比，连接作业时间减半。
若这样按照导体群进行分割，则与图6所示的按照匝数进行分割的情况相比，每1个线圈的匝数达到2倍。但是，线圈的制造工序多利用机械来实施，而由于与连接作业所需的时间相比更短，因此合计的制造时间变短，能够减少制造成本。
另外，如果将1个导体群进行两分割，则如上述那样，第1层的线圈8U(1)与第2层的线圈8U(2)成为并联连接的状态。因此，无需使线圈8U(1)、8U(2)各自的导体截面面积的合计均等。例如，如果将导体的总根数6根进行两分割，例如能够如2根与4根、1根与5根那样进行分割，而且也能够在第1层与第2层中变更铜线的线径的组合。
一般来说，在插入第2层的线圈时，第1层的线圈已经存在于线槽内，因此插入、成形时的对第2层线圈的负载增加。因此，通过调整构成第2层线圈的导体群的、导体的根数及线径而使线圈整体的截面面积与第1层相比更小，能够减少施加于第2层线圈的负载。通过在插入、成形时极力减小线圈的负载，使得线圈的绝缘可靠性提高。例如图3是收纳于相同线槽内的总导体数为120根的构成，第1层线圈8U(1)是将导体数由4根构成的导体群进行了20次卷绕而成，第2层线圈8U(2)是将导体数由2根构成的导体群进行了20次卷绕而成。
另外，在线圈端部向异相的线圈相接触的部分插入隔离绝缘纸的工序中也是，一般来说，对第2层线圈的作业由于在定子的外周侧存在有第1层线圈而导致作业性显著降低。与此相对，在本实施方式中，能够减少第2层线圈的导体根数，减小线圈整体的截面面积，因此插入性提高。
图2是比较图4所示的一并插入线圈3的情况、图6所示的将线圈6按照匝数进行两分割情况、以及本实施方式的将构成导体群的导体数进行了分割的情况的一览表。都是设计值为在收纳于相同线槽内的线圈导体总根数为最初设计值的120根的情况，线圈末端的连接部位在一并插入的情况下与本实施方式的情况下达到最小。另外，本实施方式的构成具有能够变更第1层线圈与第2层线圈整体的截面面积这一独特的优点。
如以上那样，根据本实施方式，插入至定子铁芯2的各线槽4的各线圈8由按照导体群分为2个的、匝数相等的并联连接线圈8(1)以及8(2)来构成。由此，能够减少各线圈8的末端连接点数，因此能够缩短连接作业所需的时间。另外，由于使并联连接线圈中的、配置于定子铁芯2的内径侧的线圈8(2)的整体的截面面积比配置于定子铁芯2的外径侧的线圈8(1)的整体的截面面积小，因此能够减少线圈8的插入负载、成形负载，能够使隔离绝缘纸的插入性及设计自由度提高。
(其他实施方式)
如图11所示，如果将串联线圈的连接部位全部设为共同，也能够使每一相的连接点数为“3”。
不限定于重叠卷绕，也可以应用于同心卷绕。
连续地卷绕的线圈数量并非必须为“2”。
并非必须使构成第2层线圈的导体群的导体数量比构成第1层线圈的导体群的导体数量少。
另外，关于导体的总根数、分割的导体群各自的根数，只要根据各自的设计适当地变更即可。
对导体群进行分割的数量也可以是“3”以上。
线圈无需是将多个导体捆扎为1束的导体群，也可以是导体数量为“1”的线圈。在该情况下，1根导体的截面面积也可以在外径侧的线圈与内径侧的线圈中不同。但是，作为导体，连续为前提。
以上说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式来实施，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、替换及变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并包含在与权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。

Claims (2)

1.一种旋转电机，其中，具备：
定子，各相各极的绕组分布卷绕于定子铁心；以及
转子，设置成能够相对于上述定子旋转；
在上述定子铁心的各线槽中并联连接地插入有匝数相等的2个以上的绕组。
2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，
上述并联连接的多个绕组之间，导体合计截面面积不同。
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